THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN VÀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO CHO PHÂN XƯỞNG BÓNG ĐÈN NUNG SÁNG CÔNG TY BÓNG ĐÈN

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN VÀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO CHO PHÂN XƯỞNG BÓNG ĐÈN NUNG SÁNG CÔNGTY BÓNG ĐÈN - PHÍCH NƯỚC RẠNG ĐÔNG.. Hệ thống chiếu sáng tự nhiên của phân xưở

THIẾT KẾ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ NHIÊN VÀ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG NHÂN TẠO CHO PHÂN XƯỞNG BÓNG ĐÈN NUNG SÁNG CÔNG

TY BÓNG ĐÈN - PHÍCH NƯỚC RẠNG ĐÔNG.

3.1 Thiết kế hệ thống chiếu sáng.

3.1.1 Thiết kế hệ thống chiếu sáng tự nhiên.

3.1.1.1 Phương pháp tính toán chung.

Hệ thống chiếu sáng tự nhiên của phân xưởng sử dụng các cửa sổ bên hai phía đểlấy ánh sáng Vì vậy, để thiết kế hệ thống chiếu sáng tự nhiên cho phân xưởng, tacần tính toán tổng diện tích cửa sổ đảm bảo hệ số độ rọi tự nhiên  1,0% (TCXDTCXD29.68))

Tổng diện tích cửa sổ được tính theo công thức:

etc: Hệ số độ rọi tự nhiên tiêu chuẩn (TCXD%)

Kfx: Hệ số ảnh hưởng bởi kiến trúc đối diện

r1 : Hệ số phản xạ ánh sáng trong phòng

cs: Chỉ số ánh sáng của cửa sổ

o: Hệ số của cửa sổ tính cho vật liệu

Khi tính được tổng diện tích cửa sổ, ta sẽ xác định số lượng cửa sổ và diện tích chomỗi cửa sổ để đảm bảo độ rọi tự nhiên theo đúng tiêu chuẩn

3.1.1.2 Tính toán thiết kế cho phân xưởng Bóng đèn.

áp dụng phương pháp tính toán thiết kế hệ thống chiếu sáng tự nhiên cho phânxưởng ta có:

Diện tích sàn cần chiếu sáng của phân xưởng: Ss= 1925 (TCXDm2)

Hệ số độ rọi tự nhiên tiêu chuẩn của phân xưởng: etc = 0,7%

Chỉ số lấy ánh sáng của cửa sổ : cs = 23

Hệ số phản xạ ánh sáng trong phòng : r1 = 1,4

Hệ số của cửa sổ tính cho vật liệu : o = 0,378)

Hệ số ảnh hưởng của kiến trúc nhà đối diện : K fx = 1

Vậy tổng diện tích cửa sổ cần thiết để đảm bảo hệ số độ rọi tự nhiên tiêu chuẩntrong phân xưởng là:

Số lượng cửa sổ là 20 cửa

Vậy tổng diện tích cửa sổ là :

Scs = 20 14 = 28)0 (TCXDm2)

3.1.2 Thiết kế hệ thống chiếu sáng nhân tạo.

Như đã phân tích ở trên,việc sử dụng phương thức chiếu sáng chung đều bằng đènhuỳnh quang ở phân xưởng là hợp lý.

Trên cơ sở đó, ta thiết kế lại hệ thống chiếu sáng nhân tạo cho phân xưởng cũng sửdụng hệ thống đèn huỳnh quang Loại đèn huỳnh quang được sử dụng là đènhuỳnnh quang 36W 100% 3 phổ dưới dạng bộ máy đôi do chính Công ty sản xuất

3.1.2.1 Phương pháp tính toán thiết kế chung.

Để đảm bảo độ rọi chiếu sáng nhân tạo trong phân xưởng = 200 Lux, ta phải tínhtoán được số lượng đèn cần thiết

Số lượng đèn cần sử dụng trong phân xưởng được tính dựa vào công thức

-t: Quang thông tổng của các bóng đèn

-  : Hiệu suất của 1bóng đèn

- U: Hệ số hiệu dụng quang thông

- Z: Độ chiếu sáng đồng đều

- K: Hệ số dự trữ

3.1.2.2 Tính toán thiết kế cho phân xưởng Bóng đèn

áp dụng phương pháp tính toán, thiết kế hệ thống chiếu sáng cho phân xưởng tacó:

t = S Eyc K

U Z 

(TCXDLm)

Quang thông của 1 bóng đèn là : = 3200 Lux

Vậy quang thông tổng sẽ là:

= 278) bóng đèn Do vậy sẽ cần khoảng 140 đèn đôi

Ta chọn 144 đèn đôi và bố trí bóng thành 9 dãy, mỗi dãy 16 đèn Khoảng cách giữacác bóng là 2,1 m, khoảng cách giữa các dãy đèn là 3,5m

3.2 Tính toán kiểm tra lại hệ thống chiếu sáng của phân xưởng

3.2.1 Tính toán kiểm tra hệ thống chiếu sáng tự nhiên.

3.2.1.1 Phương pháp tính toán kiểm tra.

Xác định điểm cần tính toán kiểm tra

Xác định góc mở ánh sáng theo phương ngang 1 và theo phương dọc 1 (TCXD Coi toàn

bộ tường bên là cửa lấy sáng)

Tra biểu đồ tính toán hệ số độ rọi tự nhiên phụ thuộc vào góc mở cửa sáng 1 ,1được hệ số độ rọi tự nhiên e1

Khi tính toán kiểm tra coi toàn bộ diện tích tường bên là cửa lấy ánh sáng nên hệ

số độ rọi tự nhiên sẽ bị giảm đi do thực tế giữa các cửa có cột chịu lực Phần giảm

đi được tính bằng cách: tính tổng diện tích các cột chịu lực và coi đó là một cửa sổ,xác định góc mở cửa 2, 2 tra biểu đồ được hệ số độ rọi e2

Vậy hệ số độ rọi thực tế tại điểm kiểm tra sẽ là:

e = e1 – e2

3.2.1.2 Tính toán kiểm tra cụ thể cho phân xưởng Bóng đèn.

Như ta đã tính toán thiết kế ở trên, với 20 cửa sổ có kích thước 4 m x 3,5m,ta chỉ

có thể chiếu sáng đảm bảo độ rọi tự nhiên : etc  1,0 % cho khu vực làm gần cửasổ

Vì vậy, ta chỉ kiểm tra hệ số độ rọi tự nhiên gần khu vực cửa sổ

Chọn 2 điểm để kiểm tra là N1, N2 cách cửa sổ là 5m

N1 ở vị trí giữa nhà theo chiều dọc, N2 ở vị trí đầu nhà, cách tường 3m

-)Kiểm tra điểm N 1 :

+Xác định góc mở cửa sáng :

A B E

C 2 D F  1

N1

AE = CF = 27,5 m

AC = BD = EF = 3,5 m (TCXD Tương ứng với chiều cao của cửa sổ)

AB = CD = (TCXD55 – 10.4)/2 = 7,5 m (TCXDTương ứng với tổng chiều rộng của số cột chịu lực có trong một nửa tường bên)

+ Xác định góc mở cửa sáng :

tg = AC

CN1

=

3,5

5 = 0,7

  = arctg(TCXD 0,7) = 35

+Xác định góc mở cửa sáng 1

tg 1 = CF

CN1

=

27,5

5 = 5,5

1 = arctg(TCXD5,5) = 8)0

Tra biểu đồ hình với  = 35 , 1 = 8)0 được hệ số độ rọi e1 = 3,5 %

-)Kiểm tra hệ số độ rọi tại điểm N 2 :

Do điểm N2 nằm không đối xứng nên ta phải tính hệ số độ rọi tự nhiên tại điểm N2thành 2 phần tách biệt:

-Phần 1: Tính độ rọi tự nhiên tương ứng với 3m dài tường bên(TCXD Do N2 ở vị trí đầunhà cách tường 3 m)

-Phần 2: Tính hệ số độ rọi tự nhiên tương ứng với 52 m chiều dài tường bên:

Tra biểu đồ hình với = 35, 2’= 9,32 ta được hệ số độ rọi giảm đi do cột chekhuất là:

e2 = 0,7%

Vậy hệ số độ rọi tự nhiên tính trong một nửa chiều dài tường bên là:

e = e1 – e2 = 1,7 – 0,7 = 1,0 %

Phần 2: Tính hệ số độ rọi tự nhiên tương ứng với 52 m chiều dài tường bên:

A’’C’’ = B’’D’’ = E’’F’’ = 3,5 m (TCXD Tương ứng với chiều cao của cửa sổ)

A’’B’’= C’’D’’= =14,2m (TCXD Tương ứng với tổng chiều rộng của các cột có trong 52

m chiều dài tường bên,lấy theo tỷ lệ chiều dài)

Do khẩu độ của phân xưởng lớn nên việc thiết kế, bố trí các cửa sổ chỉ đảm bảo hệ

số độ rọi tự nhiên theo tiêu chuẩn quy định cho các dãy máy gần cửa sổ nên cácdãy máy còn lại của phân xưởng cần phải được bổ sung bằng hệ thống chiếu sángnhân tạo một cách thường xuyên và hợp lý

3.2.2 Tính toán kiểm tra cho hệ thống chiếu sáng nhân tạo

3.2.2.1 Phương pháp tính toán kiểm tra chung.

Để kiểm tra độ rọi chiếu sáng nhân tạo sau khi thiết kế, ta sử dụng phương pháptính toán điểm

Giả sử tính toán kiểm tra M có hình chiếu trùng với hình chiếu của điểm đầu dãyđèn có chiều dài L phân bố trên theo quy luật Cosin, ở độ cao H so với bề mặt tínhtoán(TCXD Chứa điểm M).

dI : Cường độ sáng của nguyên tố độ dài của nguồn sáng dL đến điểm M.

Z : Góc giữa hướng cường độ sáng và pháp tuyến của bề mặt tính toán

L : Khoảng cách từ nguyên tố độ dài của nguồn sáng dL đến điểm M

Độ rọi tại điểm M tạo bởi nguồn sáng(TCXDchiều dài L) được xác định như sau:

2H cos2

 (TCXD +0,5 sin2)Trong đó:

I : Cường độ sáng theo một đơn vị độ dài của dãy đèn

H : Độ cao của đèn so với bề mặt chiếu sáng

 : Góc mà từ M có thể nhìn thấy toàn bộ dãy đèn

Trong trường hợp hình chiếu của điểm M nằm trong hay bên ngoài dãy đèn thì độrọi sẽ được tính bằng tổng thành phần độ rọi hay hiệu thành phần độ rọi

Mỗi loại đèn dùng để chiếu sáng đều có sự phân bố ánh sáng đặc thù(TCXD Thể hiện quađường cong phân bố cường độ sáng) Do đó, để đơn giản hơn, các nhà chế tạo đènthường đưa ra các đường cong đảng Lux không gian cho từng loại đèn cụ thể vớiquy uớc 1 m độ dài đèn có htông lượng ánh sáng là 1000 Lm và treo ở độ cao 1 m.

Khi đó, độ rọi tại điểm tính toán được xác định theo công thức

 : Quang thông của đèn (TCXDLm)

E : Giá trị xác định từ đường đẳng Lux không gian.

H : Độ cao treo đèn

K : Hệ số dự trữ tính đến độ già và thời gian sử dụng đèn

Nếu có nhiều dãy đèn cùng chiếu sáng đến điểm M thì độ rọi tại điểm M do tất cảcác dãy đèn tạo nên :

EM = EM(TCXDdãy1) + EM(TCXDdãy2)+ EM(TCXDdãy3)+…….+ EM (TCXDdãyn)

2200 1750 3500 27550

35000

Hình 7: Hình chiếu đứng của phân xưởng Bóng đèn nung sáng.

Dãy1 Dãy2 Dãy3 Dãy4 Dãy5 Dãy6 Dãy7 Dãy8 Dãy9

M 1 M 2 M 3

Hình 8 : Hình chiếu bằng của phân xưởng Bóng đèn nung sáng Chọn 3 điểm kiểm tra độ rọi : M1, M2, M3

M1: là điểm ở vị trí cách tường 2,2 m trên dãy máy 1

M2: Là điểm nằm sát tường và ở giữa dãy đèn 1 và 2

M3: là điểm nằm sát tường trên dãy máy 2 và giữa dãy đèn 2 và 3

+ L’ = L/ H

+P’ = P/ H

Trong đó:

-L : Chiều dài tổng cộng của mỗi dãy đèn chiếu sáng đến điểm kiểm tra

-H : Độ cao treo đèn tính đến mặt phẳng lao động ;H = 5,2 m

-P : Khoảng cách từ hình chiếu của mỗi đèn đến các điểm kiểm tra

Độ rọi tại các điểm kiểm tra do các dãy đèn tạo ra nên là:

+ E: Giá trị xác định từ đường cong đẳng Lux không gian.

+ : Quang thông của các bóng đèn chiếu tới điểm kiểm tra

 = N b

Ld +

Với N: số bóng đèn

b: Quang thông của một bóng đèn; b= 6400 Lm(TCXDDo sử dụng bóng đèn kép)

Lđ : Chiều dài của các bóng đèn :Lđ = 1,2 16 =19,2 m

: Khoảng cách giữa các đèn :  =2,1 m

Kiểm tra độ rọi tại điểm M 1 :

Độ rọi tại điểm M1 do dãy 1 tạo nên:

L’ =

L

H =

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Vậy độ rọi tại điểm M1 do dãy đèn 1 tạo nên là EM1(TCXDdãy1) = 149,4 Lux

Độ rọi tại điểm M1 do dãy2 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

P’ =

P

H =

3,55,2 = 0,67

Tra biểu đồ ta được E = 120 Lux

 = 48)07,5 Lm

E= 48)07,5 120

1000 5,2 1,3

=8)5,34(TCXDLux)

Vậy độ rọi tại điểm M1 do dãy đèn 2 tạo nên là: EM1(TCXDdãy2) = 8)5,34Lux.

Độ roi tại điểm M1 do dãy 3 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

P’ =

P

H =

75,2 = 1,35

Tra biểu đồ ta được E = 40 Lux

 = 48)07,5 Lm

E= 48)07,5 40

1000 5,2 1,3

=28),45(TCXDLux)

Vậy độ rọi tại điểm M1 do dãy đèn 3 tạo nên là: EM1(TCXDdãy3)= 28),45 Lux

Độ roi tại điểm M1 do dãy 4 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Vậy độ rọi tại điểm M1 do dãy đèn 4 tạo nên là: EM1(TCXDdãy4)= 9,96 Lux.

Độ roi tại điểm M1 do dãy 5 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

P’ =

P

H =

145,2 = 2,7

Tra biểu đồ ta được E = 5,5 Lux

 = 48)07,5 Lm

E= 48)07,5 5,5

1000 5,2 1,3

=3,9(TCXDLux)

Vậy độ rọi tại điểm M1 do dãy đèn 5 tạo nên là: EM1(TCXDdãy5)= 3,9 Lux

Độ roi tại điểm M1 do dãy 6 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Độ roi tại điểm M1 do dãy 7 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

P’ =

P

H =

215,2 = 4,01

Tra biểu đồ ta được E = 0 Lux

Vậy độ rọi tại điểm M1 do dãy đèn 7 tạo nên là: EM1(TCXDdãy7)= 0 Lux

Tương tự độ rọi tại diểm M1 do dãy đèn 8) và 9 tạo nên đều là 0 Lux

Bảng 20.Độ rọi tại điểm M 1 do tất cả các dãy đèn tạo nên.

Vậy độ rọi tại điểm M2 do dãy đèn 1 tạo nên là: EM2(TCXDdãy1)= 110,2 Lux

Độ roi tại điểm M2 do dãy 2 tạo nên là:

Nguồn sáng Độ rọi E(TCXDLux)

Do điểm M2 nằm giữa dãy đèn 1 và 2 nên độ rọi tại điểm M2 do hai dãy đèn nàychiếu đến là như nhau.

Vậy độ rọi tại điểm M2 do dãy đèn 2 tạo nên là: EM2(TCXDdãy2)= 110,2 Lux

Độ roi tại điểm M2 do dãy3 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Vậy độ rọi tại điểm M2 do dãy đèn 3 tạo nên là: EM2(TCXDdãy3)= 49,8) Lux

Độ roi tại điểm M2 do dãy4 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Vậy độ rọi tại điểm M2 do dãy đèn 4 tạo nên là: EM2(TCXDdãy4)= 16,4 Lux.

Độ roi tại điểm M2 do dãy5 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Vậy độ rọi tại điểm M2 do dãy đèn 5 tạo nên là: EM2(TCXDdãy5)= 5,7 Lux

Độ roi tại điểm M2 do dãy6 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Vậy độ rọi tại điểm M2 do dãy đèn 6 tạo nên là: EM2(TCXDdãy6)= 2,8) Lux.

Độ roi tại điểm M2 do dãy7 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Vậy độ rọi tại điểm M2 do dãy đèn 7 tạo nên là: EM2(TCXDdãy7)= 1,56 Lux

Độ roi tại điểm M2 do dãy8) tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Vậy độ rọi tại điểm M2 do dãy đèn 76 tạo nên là: EM2(TCXDdãy7)= 1,56 Lux

Tương tự nếu tính ta sẽ được độ rọi tại điểm M2 do dãy 8) và 9 tạo nên là

E = 0 Lux

Nguồn sáng Độ rọi E(TCXDLux)

Kiểm tra độ rọi tại điểm M 3 :

Độ roi tại điểm M3 do dãy1 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Vậy độ rọi tại điểm M3 do dãy đèn 1 tạo nên là: EM3(TCXDdãy1)= 49,8) Lux

Độ roi tại điểm M3 do dãy2 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

E= 48)07,5 155

1000 5,2 1,3

=110,2(TCXDLux)

Vậy độ rọi tại điểm M3 do dãy đèn2 tạo nên là: EM3(TCXDdãy2)= 110,2 Lux

Vì điểm M3 nằm giữa dãy đèn 2 và 3 nên độ rọi tại điểm M3 do dãy đèn 3 tạo nêncũng chính bằng đọ rọi do dãy đèn 2 tạo nên

Vậy độ rọi tại điểm M3 do dãy đèn 3 tạo nên là :EM3(TCXDdãy3)= 110,2 Lux

Độ roi tại điểm M3 do dãy4 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Vậy độ rọi tại điểm M3 do dãy đèn 4 tạo nên là: EM3(TCXDdãy4)= 49,8) Lux

Độ roi tại điểm M3 do dãy5 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

 = 48)07,5 Lm

E= 48)07,5 23

1000 5,2 1,3

=16,4(TCXDLux)

Vậy độ rọi tại điểm M3 do dãy đèn 5 tạo nên là: EM3(TCXDdãy5)= 16,4 Lux

Độ roi tại điểm M3 do dãy6 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Vậy độ rọi tại điểm M3 do dãy đèn 6 tạo nên là: EM3(TCXDdãy6)=5,7 Lux

Độ roi tại điểm M3 do dãy7 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

E= 48)07,5 3,9

1000 5,2 1,3

=2,8)(TCXDLux)

Vậy độ rọi tại điểm M3 do dãy đèn 7 tạo nên là: EM3(TCXDdãy7)= 2,8) Lux

Độ roi tại điểm M3 do dãy8) tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Vậy độ rọi tại điểm M3 do dãy đèn 8) tạo nên là: EM3(TCXDdãy8))= 1,56 Lux

Độ roi tại điểm M3 do dãy9 tạo nên là:

L’ =

L

16.1,2+2,1.155,2 = 9,75

Bảng 22 Độ rọi tại điểm M 3 do tất cả các dãy đèn tạo nên.

Nguồn sáng Độ rọi E(TCXDLux)